Scanner de bâtiment et jumeau numérique
Le relevé de mesures est une étape indispensable pour réaliser des plans d’architecte (étages, façades ou coupes) ou pour démarrer un projet de rénovation ou de transformation d’un bâtiment existant. Mais son exactitude est vitale afin de pouvoir exécuter les travaux dans les meilleures conditions. Les différentes mesures générées accompagnent également l’avant-projet et l’étude de faisabilité.
Néanmoins, le processus manuel peut s’avérer être fastidieux. L’innovation de la technologie a apporté de nos jours des équipements plus modernes et plus performants permettant d’effectuer ce type de travail de façon précise et rapide. Le scanner laser 3D sert à créer un jumeau numérique, vous assurant d’excellents plans pour vos projets de Bâtiments et de travaux publics.
Qu’est-ce qu’un scanner de bâtiment ?
Inutile de compliquer le travail en faisant le relevé à l’aide d’un télémètre, un cahier, un crayon ainsi qu’une gomme. Optez maintenant pour le scanner 3D !
Il sert à convertir un environnement ou un immeuble en un modèle numérique tridimensionnel. Pour fonctionner, il s’installe sur un support fixe ou un trépied.
Cet outil innovant s’utilise dans différents domaines, dont la création de prototypes, la fabrication d’un objet ou l’établissement de plans de construction. Il permet également de visualiser des équipements encastrés dans un bâti afin d’évaluer leur état dans le but d’effectuer une maintenance préventive.
Dans le domaine du Bâtiment et travaux publics (BTP), son aide est fortement plébiscitée pour faire de la topographie. C’est un un télémètre de dernière génération à 360°.
Ses principes de fonctionnement
De manière générale, les scanners à triangulation utilisent des lasers à semi-conducteurs, qui se caractérisent par un faisceau de couleur rouge. Ils fonctionnent grâce à la technologie du LiDAR (Light Detection and Ranging), qui consiste à projeter le faisceau lumineux sur l’objet, la zone ou l’environnement cible.
En touchant un obstacle, la lumière revient vers le capteur. La durée de réflexion du signal permet de mesurer la distance dans l’espace entre l’appareil et la cible.
Les différentes mesures dans l’espace génèrent par la suite des données sous plusieurs formats : nuage de points tridimensionnel, photo panoramique ou également données thermiques.
En effet, le nouveau laser scanner embarque un ou plusieurs capteurs LiDAR afin de pouvoir capturer l’environnement en 3D (coordonnées x, y et z). Par ailleurs, le système de positionnement est basé sur la technologie GNSS (Global Navigation Satellite System) ou la technologie SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) signifiant cartographie simultanée.
Les différents types de scan 3D
Les solutions de scanners peuvent être terrestres (statiques ou mobiles), ou aériennes (drones).
Un scanner statique
Ce modèle est le plus courant dans le secteur du bâtiment dont les marques les plus reconnues sont Faro, Leica ou Trimble. Il se compose d’une tête qui est montée sur un trépied ajustable pour prendre les mesures.
Par ailleurs, la tête peut être démontée pour faire des relevés dans certaines zones comme les faux plafonds ou encore les combles.
Les modèles statiques peuvent réaliser une acquisition à 360° et possèdent une portée allant de quelques dizaines de mètres jusqu’à plus d’un kilomètre.
Un scanner de bâtiment mobile, dynamique ou portable
Apparus récemment, les scanners mobiles conviennent plutôt aux grands projets. Ils garantissent une grande rapidité d’acquisition de données. Leurs atouts résident également sur le fait qu’ils peuvent être déplacés en les poussant ou en les portant sur soi afin d’acquérir les informations en continu.
Nul besoin de brancher ces appareils à quoi que ce soit pour les faire fonctionner. Des piles AA ou également des piles au lithium rechargeables suffisent. C’est simple d’utilisation.
Les solutions aériennes ou drones
La numérisation 3D par drone permet de produire des modèles tridimensionnels de bâtiments à l’aide d’un prélèvement aérien. Elle s’appuie sur la même technologie qu’avec la solution terrestre, mais aussi sur la photogrammétrie. Cette dernière consiste à acquérir des photos montrant les perspectives des objets pour effectuer leurs mesures.
Comment se déroule le traitement des données ?
Pour chaque relevé de l’existant, il convient d’abord d’étudier les besoins puis choisir la solution de scanner de bâtiment qui correspond parfaitement au projet. Tous les contenus du cahier des charges doivent être pris en compte. Il faudra par la suite étudier les plans et définir la cinématique de numérisation.
Pensez également à bien préparer au préalable les zones cibles afin de pouvoir mener la mission dans les règles de l’art. Il vous reste à faire les relevés avec grande précision et le post-traitement des données capturées.
À noter que les points de coordonnées GNSS communs, situés principalement au sol, sont nécessaires pour faire l’assemblage des données.
Les nuages de points capturés de l’environnement scanné vont être nettoyés et traités par des logiciels de CAO afin de donner des plans et des maquettes en trois dimensions. Si vous souhaitez obtenir un dessin de plans 2D (plans de niveaux, façades et coupes), il vaut mieux utiliser l’Autocad.
D’autres programmes peuvent également exploiter les informations comme ArchiCAD, Revit, Vectorworks et SketchUp.
Pourquoi choisir l’approche d’un scanner laser d’un immeuble par triangulation ?
L’usage de cet outil numérique représente de nombreux avantages, dont principalement la simplicité, la rapidité et la haute précision de l’acquisition de données. Il permet donc d’éviter certaines erreurs classiques, entre autres le faux aplomb des murs. L’appareil détermine aussi de façon très précise les épaisseurs de dalles et la profondeur des murs.
Les résultats sont plus favorables avec une solution mobile afin de limiter la perturbation en cours de prélèvement. Privilégiez l’appareil statique si les zones se révèlent inaccessibles par les scanners mobiles.
Les scanners laser constituent un excellent moyen de numérisation en trois dimensions dans le secteur du bâtiment. Ils permettent de fournir de manière facile et rapide les nuages de point correspondant aux ouvrages.
Après la réalisation de relevés, les mesures acquises serviront à modéliser des maquettes numériques BIM (Modélisation des Informations du Bâtiment) en 3 D.
Étant donné que les tâches sont automatisées pour le traitement des données, elles sont plus accessibles pour tous les types de transformation.
Les principaux usages du scanner bâtiment
Dans le domaine de l’ingénierie et de la construction, un scanner pro s’utilise principalement pour relever en temps réel un ouvrage, un bâtiment, un terrain puis modéliser les informations obtenues en CAO.
Les données se révèlent indispensables pour créer une maquette numérique, qui est d’une aide primordiale dans les projets de transformation ou de rénovation.Et garantissent des plans fiables et précis. Associé aux ondes électromagnétiques, cet outil permet de réaliser la maintenance préventive des bâtiments. Nul besoin d’ouvrir un mur pour analyser les structures encastrées dans la maçonnerie telles que les tuyaux ou les gaines électriques.
Il est donc possible de suivre au fil du temps les éventuels changements des bâtiments. Le scanner en trois dimensions est l’une des étapes importantes pour réussir un relevé de l’existant.
Qui plus est, la numérisation permet de diffuser une visite virtuelle, qui apporte une aide précieuse à tous les intervenants des projets de construction (architecte, dessinateur, maître d’ouvrage, entrepreneurs et autres acteurs). Si vous voulez mettre à jour un dessin, un Smartphone suffit pour numériser la zone concernée.
Pourquoi créer un jumeau numérique BIM ?
Comme mentionné plus haut, le scanner de bâtiment permet de créer un jumeau numérique, digital twin ou BIM. Ce concept est très tendance dans le secteur de la construction (neuve ou existante). Il s’agit d’une réplique virtuelle d’un édifice en temps réel.
C’est une approche collaborative, qui centralise l’ensemble des acteurs autour d’une plateforme pour établir une maquette technique précise, fiable et partagée. L’objectif vise à améliorer les processus de travail et à limiter les erreurs.
Riche en informations techniques, le digital twin peut traiter une grande diversité de scénarios pour étudier la faisabilité et valider par la suite un état futur. Le prototype BIM est propre à chaque bâtiment. La représentation virtuelle couvre tout son cycle de vie, depuis sa conception vers sa destruction, même pour simuler des aménagements ultérieurs.
La maquette représente un référentiel spatial, qui est indispensable pour l’exploitation des infrastructures. Elle aide les financeurs dans le cadre de la rénovation énergétique de l’habitation et favorise la gestion du bâtiment public.
Les domaines d’application du BIM
Dans le domaine du BTP, le jumeau numérique peut traiter une large gamme de données géo localisées telles que celles liées à l’électricité, la plomberie, la mécanique, l’environnement et la maintenance de l’immeuble.
Les acteurs concernés (bureaux d’études, architectes, artisans, équipes de maintenance…) accèdent au digital twin à l’aide d’un visualiseur de maquettes pour profiter d’une vue immersive du bâtiment et des diverses fonctionnalités. Le processus collaboratif s’appuie sur la visualisation des aspects physiques et fonctionnels des constructions.
